Абрам Федорович Иоффе Книга «Развитие радиолокации в ХХ столетии» является пятым томом серии книг «Развитие телекоммуникаций. <...> В этой войне ожидалосьширокое применение в боевых действиях бомбардировочной авиации, что делало крайне необходимым срочное создание эффективных средств для заблаговременного обнаружения приближавшихся вражеских самолетов за несколько десятков километров от цели, к которой они направлялись. <...> Радиолокационная техника сыграла весьма существенную роль в победе союзников (СССР, США, Великобритании и Франции) над гитлеровской Германией. <...> В данной книге рассказывается о первых изобретениях в области радиолокации, относящихся к самому началу ХХ века, о разработках радаров в период 1930–1945 гг. в США, Великобритании, СССР и Германии. <...> В этих странах были созданы радиолокационные системы ракетно-космической обороны, включавшие наземные суперрадиолокационные станции стратегического назначения, обладавшие значительной мощностью и огромной дальностью действия в тысячи километров, что позволяло заблаговременно обнаруживать межконтинентальные баллистические ракеты. <...> На основе этих идей были созданы радиолокационные станции (РЛС) и радионавигационные системы (РНС), нашедшие широчайшее применение для решения разнообразных задач как военного, так и мирного характера. <...> Более обстоятельно история развития радиолокация излагается в главах этой книги. <...> Первую действующую радиолокационную аппаратуру, позволявшую использовать радиоволны для определения направления (пеленга) на невидимые объекты, создал в 1904 г. немецкий изобретатель Кристиан Хюльсмайер, давший своему прибору название «телемобильскоп». <...> В конце того же года Хюльсмайер предложил двухантенное устройство, позволявшее не только обнаруживать сигналы, отраженные от кораблей, но и определять расстояние до них. <...> В 1930 г. американский исследователь Лауренс Хайланд из исследовательской лаборатории ВМФ наблюдал интерференцию <...>
Развитие_телекоммуникаций._На_пути_к_информационному_обществу._(Развитие_радиолокационных_систем)._Учебное_пособие_для_вузов._(1).pdf
УДК 621.396.96:621.37/.39(091)
ББК 32.95
Б95
Р е ц е н з е н т ы : Главный научный сотрудник Радиотехнического института им. академика
А. Л. Минца, Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор техн. наук.,
профессор А. Б. Шмелев; Генеральный директор Научно-исследовательского центра
«НИИДАР-РЕЗОНАНС», Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор
техн. наук., профессор Э. И. Шустов
Быховский М. А.
Б95
Развитие телекоммуникаций. На пути к информационному
обществу. (Развитие радиолокационных систем). Учебное пособие
для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2015. – 402 с: ил.
ISBN 978-5-9912-0466-8.
Книга посвящена истории создания и развития радиолокационных
систем. Создание радиолокации дало мощный импульс развитию радиоустройств
(приемных, передающих, антенных), освоению частот гигагерцовых
диапазонов, развитию радиорелейной и спутниковой связи, широкому
распространению сетей подвижной связи и многих других применений
радиотехники. В работе описаны основные этапы развития радиолокационных
систем военного и гражданского назначения, дальность действия
которых и точность определения пространственных координат лоцируемых
объектов в течение нескольких десятилетий возросли в несколько
тысяч раз. Приведены краткие биографические сведения о многих видных
отечественных и зарубежных ученых и инженерах, внесших особый
вклад в создание радиолокационной техники (А. И. Берг, Ю. Б. Кобзарев,
А. А. Расплетин, А. Л. Минц, Р. Уотсон-Уотт, Л. Юнг, Р. Пэйж,
К. Хюльсмайер, Р. Кюхнхолд и др.).
Для широкого круга читателей – специалистов в области телекоммуникаций,
историков науки и техники, будет полезна в качестве учебного
пособия для студентов радиотехнических и инфокоммуникационных специальностей.
ББК
32.95
Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU
Учебное издание
Развитие телекоммуникаций. На пути к информационному обществу
(Развитие радиолокационных систем)
Учебное пособие для вузов
Редактор А. Е. Пескин
Компьютерная верстка Ю. Н. Чернышова
Обложка художника О. В. Карповой по эскизу М. А. Быховского
Подписано в печать 23.03.2015. Формат 6088/16. Уч. изд. л. 25,13. Тираж 1000 экз. (1-й завод 100 экз.)
ISBN 978-5-9912-0466-8
© М. А. Быховский, 2015
© Издательство «Горячая линия – Телеком», 2015
Издание серии книг по
при организационно-ме
истории электро
тодической подд
с евя ржке РНТОРЭС им.
зи и радиотех
ники осу
щС. Попова
ествля
етс
А
.
я
Стр.2
Оглавление
Предисловие. ......... .......... .......... .......... .
Введение. .... .......... .......... .......... ..........
В.1. Этапы создания радиолокационной техники . ..... ....
В.1.1. Развитие радиолокации в 1934–1940 гг. ..... .......
3
7
8
9
В.1.2. Развитие радиолокации в 1940–1945 гг. ..... ....... 12
В.1.3. Развитие радиолокации в 1945–1960 гг. ..... ....... 14
В.1.4. Развитие радиолокации в 1960–1970 гг. ..... ....... 16
В.1.5. Развитие радиолокации в 1970–2007 гг. ..... ....... 18
В.2. Организация работ по созданию радиолокационной
техники в годы войны . ......... .......... .......... .. 21
В.2.1. Организация работ по созданию радиолокационной
техники в Великобритании ... ........ ....... ........ 21
В.2.2. Организация работ по созданию радиолокационной
техники в США ... ....... ........ ....... ........ ..... 21
В.2.3. Организация работ по созданию радиолокационной
техники в СССР ........ ........ ....... ........ ...... 23
В.3. Диапазоны частот выделенные для работы радиолокационных
систем .. .......... .......... ......... ..... 25
В.4. Гражданские применения радиолокации ..... ........ 28
Литература .......... .......... ......... .......... .... 29
Глава 1.Технические идеи, на которых основывалось
развитие радиолокационной техники. . .......... . 31
1.1. Предыстория радиолокационных систем ........ ..... 31
1.1.1. Первые идеи .... ........ ........ ....... ........ .... 31
1.1.2. Первый патент на радиолокатор ... ........ ....... . 33
Кристиан Хюльсмайер ...... ........ ........ ....... ... 36
1.1.3. Первые эксперименты, указавшие на возможность
обнаружения объектов с помощью отраженных от них
радиоволн ... ........ ....... ........ ....... ........ ....... 37
1.1.4. Создание станций для определения высоты ионосферных
слоев ..... ........ ....... ........ ........ ....... . 38
1.2. Метод радиолокации с помощью излучения непрерывных
сигналов ....... .......... .......... .......... 39
1.2.1. Радиолокационные станции, излучающие частотномодулированные
непрерывные колебания . ....... ........ 41
Стр.397
398
Оглавление
1.2.2. Многочастотные радиолокационные станции ..... . 42
1.3. Метод радиолокации с помощью излучения импульсных
сигналов ...... ......... .......... .......... ...... 44
1.4. Системы радиолокационного сопровождения ...... ... 46
1.5. Системы селекции движущихся целей .... .......... .. 50
1.6. Радиолокационные станции бокового обзора ........ . 53
1.7. Фазированные антенные решетки ..... .......... ..... 55
Хронология ........ .......... .......... ......... ...... 60
Литература .......... .......... ......... .......... .... 62
Глава 2.Организация работ по созданию радиолокационной
техники.......... .......... .......... ......... 65
2.1. Организация работ по созданию радаров в Великобритании
.......... .......... .......... ......... ....... 66
2.2. Организация работ по созданию радаров в США ..... 73
2.3. Организация работ по созданию радаров в СССР .... 76
2.3.1. Состояние отечественной радиопромышленности в
довоенный период .. ....... ........ ........ ....... ........ 81
2.3.2. Создание при ГКО Совета по радиолокации ..... .. 83
2.4. Организаторы научных исследований и разработок
радаров во время Второй мировой войны ....... ..... 88
2.4.1. Организаторы научных исследований и разработок
в области радиолокации в Великобритании и США ..... 88
Генри Томас Тизард .. ........ ....... ........ ........ .. 88
Ванневар Буш . ........ ....... ........ ........ ....... .. 90
2.4.2. Организаторы научных исследований и разработок
в области радиолокации в СССР . ........ ....... ........ . 95
Аксель Иванович Берг ... ........ ........ ....... ....... 95
Александр НиколаевичЩукин .... ....... ........ ..... 97
Павел Кондратьевич Ощепков .. ........ ........ ...... 99
Михаил Михайлович Лобанов .. ........ ........ ....... 101
Хронология ........ .......... .......... ......... ...... 103
Литература .......... .......... ......... .......... .... 107
Глава 3.Разработка радиолокаторов в 1930–1945 годах в
США, Великобритании и Германии ......... ..... 109
3.1. Разработка радиолокаторов в США ..... .......... ... 111
3.2. Разработка радиолокаторов и навигационной техники
в Великобритании ...... .......... .......... ......... . 120
3.2.1. Разработка радиолокаторов .... ....... ........ ..... 120
3.2.2. Создание радионавигационных систем для наведения
на цель бомбардировщиков .. ....... ........ ........ . 127
3.3. Разработка радиолокаторов в Германии ..... ......... 128
Стр.398
Оглавление
399
3.4. Пионеры радиолокации .......... .......... .......... . 134
3.4.1. Пионеры радиолокации Великобритании . ....... .. 134
Роберт Уотсон-Уотт ........ ........ ....... ........ ..... 134
Эдвард Бовен ....... ........ ....... ........ ....... ..... 136
3.4.2. Пионеры радиолокации США ........ ....... ....... 139
Альберт Тейлор . ........ ....... ........ ....... ........ 139
ЛеоЮнг . ........ ........ ....... ........ ........ ....... 140
Роберт Пейж . ....... ........ ........ ....... ........ ... 142
3.4.3. Пионеры радиолокации Германии . ....... ........ . 143
Рудольф Кухнольд . ........ ........ ....... ........ .... 143
Вильгельм Рунге . ........ ....... ........ ........ ...... 145
Ганс Холлман .. ....... ........ ........ ....... ........ .. 146
Хронология ........ .......... .......... ......... ...... 148
Литература .......... .......... ......... .......... .... 152
Глава 4.Разработка радиолокационных станций в СССР
в 1930–1945 годах ..... .......... .......... ......... 154
4.1. Радиолокационные станции с непрерывным излучением
. .......... .......... .......... ......... .......... ... 154
4.2. Наземные радиолокационные станции с импульсным
излучением ... .......... ......... .......... .......... . 159
4.3. Разработка радиолокационных станций орудийной
наводки .... .......... ......... .......... .......... .... 165
4.4. Разработка радаров для ВВС и ВМФ ... .......... .... 169
4.4.1. Радары для ВВС . ........ ....... ........ ........ ... 169
4.4.2. Радары для ВМФ ........ ....... ........ ........ ... 170
4.5. Отечественные пионеры радиолокации ..... ......... . 171
Михаил Александрович Бонч-Бруевич .... ........ .... 171
Юрий Борисович Кобзарев ... ........ ........ ....... .. 172
Юрий Константинович Коровин .. ....... ........ ...... 174
Дмитрий Аполлинариевич Рожанский ...... ........ .. 175
Михаил Львович Слиозберг .... ........ ....... ........ 176
Абрам Александрович Слуцкин .... ........ ........ ... 177
Виктор Васильевич Тихомиров ........ ........ ....... . 178
Борис Константинович Шембель .. ........ ....... ..... 179
Хронология ........ .......... .......... ......... ...... 181
Литература .......... .......... ......... .......... .... 184
Глава 5.Создание теоретических основ радиолокации... 186
5.1. Методы анализа прохождения случайных процессов
через различные звенья приемного тракта ....... .... 187
5.2. Синтез согласованных фильтров ...... .......... ..... 188
5.3. Радиолокационные сигналы . .......... .......... ..... 190
Стр.399
400
Оглавление
5.4. Синтез оптимальных фильтров для выделения гауссовских
случайных сигналов, принимаемых на фоне
гауссовских шумов ........ ......... .......... ......... 193
5.5. Методы синтеза оптимальных алгоритмов обработки
принимаемых сигналов ........ .......... ......... .... 195
5.5.1. Развитие методов оптимального приема сигналов в
СССР . ........ ....... ........ ....... ........ ........ ...... 195
5.5.2. Развитие методов оптимального приема сигналов
за рубежом ..... ........ ........ ....... ........ ....... .... 199
5.5.3. Теоретическая оценка возможности подавления
помех, создаваемых отражениями от неподвижных объектов
....... ........ ....... ........ ....... ........ ........ 202
5.6. Создатели теоретических основ радиолокации ....... 202
5.6.1. Отечественные ученые ...... ........ ....... ........ 202
Владимир Александрович Котельников .. ....... ...... 202
Яков ДавидовичШирман . ....... ........ ....... ...... 203
Савелий Еремеевич Фалькович ...... ....... ........ ... 205
Лев Альбертович Вайнштейн ........ ....... ........ ... 206
5.6.2. Зарубежные ученые . ........ ........ ....... ........ 208
Арнольд Зигерт ....... ........ ....... ........ ........ . 208
Филипп Вудворд ...... ....... ........ ........ ....... ... 209
Давид Миддлтон .... ....... ........ ....... ........ .... 209
Гарри Ван Трис . ........ ........ ....... ........ ....... 211
Хронология ........ .......... .......... ......... ...... 212
Литература .......... .......... ......... .......... .... 216
Глава 6.Разработки РЛС в СССР и в России после 1945
года ......... .......... .......... .......... .......... . 219
6.1. Радиолокационные станции системы противовоздушной
обороны ...... .......... .......... .......... ...... 219
6.1.1. Радиолокационные станции метрового диапазона .. 219
6.1.2. Радиолокационные станции дециметрового диапазона
..... ........ ........ ....... ........ ........ ....... ... 224
6.1.3. Радиолокационные станции сантиметрового диапазона
..... ........ ........ ....... ........ ........ ....... ... 230
6.2. Радиолокационные системы противовоздушной
обороны ....... .......... .......... .......... ......... 234
6.2.1. Система С-25 .... ........ ........ ....... ........ .... 234
6.2.2. Система С-75 .... ........ ........ ....... ........ .... 239
6.2.3. Система С-125 .. ....... ........ ........ ....... ..... 241
6.2.4. Система С-200 .. ....... ........ ........ ....... ..... 243
6.2.5. Система С-300 .. ....... ........ ........ ....... ..... 246
6.3. Зенитно-ракетные комплексы средней и малой дальности
. .......... .......... ......... .......... ......... 253
Стр.400
Оглавление
401
6.4. Радиолокационные системы в авиации .......... ..... 257
6.4.1. Бортовые авиационные радиолокаторы ....... ..... 257
6.4.2. Авиационные комплексы дальнего радиолокационного
обнаружения .. ........ ....... ........ ........ ....... 260
6.4.3. Авиационные радиолокационные станции обзора
земной поверхности ... ........ ........ ....... ........ .... 263
6.5. Создатели радиолокационной техники .... .......... . 264
Павел Николаевич Куксенко ..... ....... ........ ...... 264
Александр Андреевич Расплетин ........ ....... ....... 265
Борис Васильевич Бункин ..... ........ ........ ....... . 267
ВениаминПавловичЕфремов ...... ....... ........ .... 269
Александр Павлович Реутов ... ........ ....... ........ . 271
Хронология ........ .......... .......... ......... ...... 272
Литература .......... .......... ......... .......... .... 276
Глава 7.Создание отечественной системы ракетно-космической
обороны ..... .......... .......... ......... 280
7.1. Супер-РЛС системы предупреждения о ракетном нападении
...... .......... .......... .......... .......... . 283
7.2. Отечественные системы загоризонтной радиолокации 292
7.2.1. Загоризонтные радары, использующие механизм
пространственного распространения радиоволн ... ....... 292
7.2.2. Загоризонтные радары, использующие механизм
поверхностного распространения радиоволн . ....... ..... 298
7.3. Космические системы предупреждения о ракетном
нападении ...... .......... ......... .......... ......... 299
7.4. Космическая система морской разведки и целеуказания
УС-А .... .......... .......... .......... .......... . 302
7.5. Создатели системы РКО ..... .......... .......... .... 303
Александр Львович Минц .. ....... ........ ....... ..... 303
Владислав Георгиевич Репин ...... ....... ........ ..... 305
Григорий Васильевич Кисунько .. ........ ........ ..... 306
Анатолий Иванович Савин ........ ........ ....... ..... 308
Виктор Карлович Слока ...... ........ ....... ........ .. 310
Хронология ........ .......... .......... ......... ...... 312
Литература .......... .......... ......... .......... .... 317
Глава 8.Разработки РЛС вСША после 1945 года. . ...... 319
8.1. Моноимпульсные РЛС .. ......... .......... .......... . 320
8.2. Радиолокационные станции с электронным сканированием
пространства .... .......... .......... ......... 321
8.3. Радиолокационные станции систем ПРО и ККП ..... 323
8.4. Загоризонтные радиолокаторы системы ПРО .... .... 337
Стр.401
402
Оглавление
8.5. РЛС для Сухопутных войск ....... ......... .......... 329
8.6. Авиационные радиолокационные системы .. ......... . 334
8.6.1. Авиационные радиолокаторы с синтезированной
апертурой ....... ........ ....... ........ ........ ....... ... 334
8.6.2. Авиационные комплексы дозора ... ....... ........ . 335
8.6.3. Авиационные РЛС ...... ........ ....... ........ .... 336
8.7. Радиолокационные системы для ВМФ ........ ........ 337
Хронология ........ .......... .......... ......... ...... 338
Литература .......... .......... ......... .......... .... 341
Глава 9.Многопозиционные радиолокационные системы
. ...... .......... ......... .......... .......... ...... 343
9.1. Первые многопозиционные системы РЛС в СССР .... 344
9.2. Первая многопозиционная система РЛС в Германии .. 347
9.3. Двух- и многопозиционные РЛС, созданные после
1960 г. .......... .......... .......... ......... .......... 349
9.4. Разработки РЛС типа MIMO .......... ......... ...... 356
Хронология ........ .......... .......... ......... ...... 358
Литература .......... .......... ......... .......... .... 359
Глава 10.Гражданские применения радиолокаторов .... 361
10.1. Радиолокаторы для управления воздушным движением
..... .......... .......... .......... ......... ... 362
10.2. Метеорадары ........ .......... .......... .......... ... 365
10.3. Бортовые РЛС бокового обзора . .......... .......... .. 368
10.4. Планетарные радиолокаторы ... .......... .......... .. 371
10.5. Радиолокационные системы управления автомобилем 376
Хронология ........ .......... .......... ......... ...... 381
Литература .......... .......... ......... .......... .... 384
Заключение ...... .......... .......... .......... ..... 387
Список сокращений ........ .......... ......... ........ 391
Именной указатель ..... ......... .......... .......... . 394
Стр.402